Uzay Asansörü Nasıl Çalışır

Bir uzay asansörü, Dünya yüzeyini uzaya bağlayan önerilen bir ulaşım sistemidir. Asansör araçların yörüngeye veya uzaya gitmesine izin vermez. roketler. Asansör yolculuğu roket hareketinden daha hızlı olmasa da, daha az pahalı olacak ve kargo ve muhtemelen yolcuları taşımak için sürekli olarak kullanılabilecekti.

Konstantin Tsiolkovsky ilk olarak 1895'te bir uzay asansörünü tarif etti. Tsiolkovksy, yüzeyden jeostasyonel yörüngeye kadar bir kule inşa etmeyi önerdi, aslında inanılmaz derecede yüksek bir bina yaptı. Fikrinin sorunu, yapının herkes tarafından ezilmesiydi ağırlık üzerinde. Uzay asansörlerinin modern konseptleri farklı bir prensibe dayanmaktadır - gerginlik. Asansör, bir ucunda Dünya yüzeyine ve diğer ucunda, coğrafi yörüngenin (35.786 km) üzerinde büyük bir karşı ağırlığa bağlanmış bir kablo kullanılarak inşa edilecekti. Yerçekimi kablodan aşağı doğru çekerken merkezkaç kuvveti yörüngesindeki karşı ağırlık yukarı doğru çekerdi. Karşı güçler, uzaya bir kule inşa etmekle karşılaştırıldığında, asansör üzerindeki stresi azaltacaktır.

Normal bir asansör, bir platformu yukarı ve aşağı çekmek için hareketli kablolar kullanırken, uzay asansörü sabit bir kablo boyunca dolaşan tarayıcı, dağcı veya kaldırıcı olarak adlandırılan cihazlara güvenin veya kurdele. Başka bir deyişle, asansör kablo üzerinde hareket ederdi. Birden fazla dağcının, hareketlerine etki eden Coriolis kuvvetinden gelen titreşimleri dengelemek için her iki yönde seyahat etmesi gerekecektir.

Asansörün kurulumu şöyle bir şey olurdu: Devasa bir istasyon, ele geçirilen asteroit veya dağcı grubu jeostasyonel yörüngeden daha yükseğe konumlandırılacaktı. Kablo üzerindeki gerilim yörünge konumunda maksimum olacağından, kablo Dünya'nın yüzeyine doğru giderek daha kalın olacaktır. Büyük olasılıkla, kablo ya uzaydan konuşlandırılacak ya da Dünya'ya doğru hareket ederek birden çok bölüm halinde inşa edilecekti. Tırmanıcılar, sürtünme ile yerinde tutulan silindirler üzerindeki kabloyu yukarı ve aşağı hareket ettirir. Güç, kablosuz enerji transferi, güneş enerjisi ve / veya depolanmış nükleer enerji gibi mevcut teknoloji ile sağlanabilir. Yüzeydeki bağlantı noktası, asansör için güvenlik ve engellerden kaçınmak için esneklik sunan okyanusta hareketli bir platform olabilir.

Bir uzay asansörü üzerinde seyahat hızlı olmaz! Bir uçtan diğer uca seyahat süresi birkaç gün ile bir ay arasında olacaktır. Mesafeyi perspektife koymak için, tırmanıcı 300 km / sa (190 mil / sa) hızda hareket ederse, jeosenkronize yörüngeye ulaşmak beş gün sürecektir. Dağcılar, istikrarlı hale getirmek için kablodaki diğerleriyle birlikte çalışmak zorunda olduğu için, ilerleme çok daha yavaş olacaktır.

Uzay asansörü inşaatının önündeki en büyük engel, yeterince yüksek bir malzemenin olmamasıdır. gerilme direnci ve elastikiyet ve yeterince düşük yoğunluk kablo veya şerit oluşturmak için. Şimdiye kadar, kablo için en güçlü malzemeler elmas nanoteller (ilk olarak 2014'te sentezlendi) veya karbon nanotüpler. Bu malzemeler henüz yeterli uzunluk veya gerilme mukavemeti / yoğunluk oranına sentezlenmemiştir. kovalent kimyasal bağlar karbon atomlarının karbon veya elmas nanotüplere bağlanması, açılmadan veya parçalanmadan önce çok fazla strese dayanabilir. Bilim adamları, tahvillerin destekleyebileceği gerginliği hesaplayarak, bir gün için yeterince uzun bir şerit inşa etmenin mümkün olabileceğini teyit ediyorlar. Dünya'dan jeostasyonel yörüngeye kadar uzanırsa, çevreden, titreşimlerden ve dağcılardan gelen ek stresi sürdüremezdi.

Titreşimler ve yalpalama ciddi bir husustur. Kablo, basınçtan etkilenebilir. güneş rüzgarı, harmonikler (yani, gerçekten uzun bir keman teli gibi), yıldırım çarpmaları ve Coriolis kuvvetinden yalpalama. Bir çözüm, bazı etkileri telafi etmek için tarayıcıların hareketini kontrol etmek olacaktır.

Başka bir sorun, jeostasyonel yörünge ile Dünya'nın yüzeyi arasındaki boşluğun uzay çöpü ve enkaz ile doludur. Çözümler, Dünya'ya yakın alanların temizlenmesini veya yörünge karşı ağırlığının engellerden kaçınmasını içerir.

Diğer konular arasında korozyon, mikrometeorit etkileri ve Van Allen radyasyon kayışlarının (hem materyaller hem de organizmalar için bir problem) etkileri yer alır.

Geliştirilenler gibi yeniden kullanılabilir roketlerin gelişimi ile birleştiğinde zorlukların büyüklüğü SpaceX tarafından, uzay asansörlerine olan ilgiyi azalttı, ancak bu asansör fikrinin ölü.

Dünya tabanlı bir uzay asansörü için uygun bir malzeme henüz geliştirilmemiştir, ancak mevcut malzemeler Ay'da, diğer uydularda, Mars'ta veya asteroitlerde bir uzay asansörünü destekleyecek kadar güçlüdür. Mars'ın Dünya'nın yaklaşık üçte biri, ancak aynı oranda döner, bu nedenle Marslı bir uzay asansörü Dünya üzerinde inşa edilenden çok daha kısa olacaktır. Mars'taki bir asansör, düşük yörünge ay PhobosBu, Mars ekvatorunu düzenli olarak keser. Bir ay asansörünün karmaşıklığı ise Ay'ın sabit bir yörünge noktası sunacak kadar hızlı dönmemesi. Ancak, Lagrange noktaları yerine kullanılabilir. Ay asansörü Ay'ın yakın tarafında 50.000 km uzunluğunda ve uzak tarafında daha uzun olsa da, düşük yerçekimi inşaatı mümkün kılar. Bir Mars asansörü, gezegenin yerçekimi kuyusu dışında sürekli taşıma sağlayabilirken, ay asansörü, Ay'dan Dünya tarafından kolayca ulaşılabilecek bir yere malzeme göndermek için kullanılabilir.

Çok sayıda şirket uzay asansörleri için planlar önerdi. Fizibilite çalışmaları, (a) bir Dünya asansörünün gerginliğini destekleyebilecek bir malzeme bulunana veya (b) Ay veya Mars'ta bir asansöre ihtiyaç duyulana kadar bir asansörün inşa edilmeyeceğini göstermektedir. Koşullar 21. yüzyılda karşılanacak olsa da, kova listenize bir uzay asansörü yolculuğu eklemek erken olabilir.

• Landis, Geoffrey A. & Cafarelli, Craig (1999). IAF-95-V.4.07, 46. Uluslararası Uzay Bilimleri Federasyonu Kongresi, Oslo Norveç, 2-6 Ekim 1995 tarihli bildiri olarak sunulmuştur. "Tsiolkovski Kulesi Yeniden İncelendi". İngiliz Gezegenler Derneği Dergisi. 52: 175–180.
• Cohen, Stephen S.; Misra, Arun K. (2009). "Dağcı transitinin uzay asansör dinamikleri üzerindeki etkisi". Acta Astronautica. 64 (5–6): 538–553.
• Fitzgerald, M., Swan, P., Penny, R. Swan, C. Uzay Asansör Mimarileri ve Yol Haritaları, Lulu.com Yayıncıları 2015